Способ изготовления полых изделий

 

Использование: в различных отраслях машиностроения при получении полых изделий с минимальным радиусом закруглеоия в зоне перехода наружной поверхности фланца во внутреннюю поверхность боковой стенки полого изделия. Сущность изобретения: на матрицу с оптимальным для конкретного штампуемого материала радиусом вытяжного отверстия укладывается листовая заготовка. Жестким пуансоном выполняется вытяжка заготовки в вытяжное отверстие матрицы. Глубина первоначальной вытяжки назначается с учетом последующей подчеканки. На второй стадии производится деформирование заготовки эластичным инструментом по матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия. При этом на заготовке в зоне, расположенной по периметру вытяжного отверстия матрицы , происходит формовка буртика. В момент окончания полного оформления буртика прекращается деформирование заготовки эластичным инструментом. На последней стадии деформирования заготовки в инструментальном штампе по матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия выполняется отделение отхода с одновременным прижимом фланца заготовки. При этом производится подчеканка буртика при центровке внутреннего контура заготовки жестким пуансоном. 3 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 D 22/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754291/27 (22) 30;10.89 (46) 30.03.92, Бюл. KL 12 (71) Краматорский индустриальный институт (72) Л.Л. Роганов, А,Ф.Тарасов и В, С.Клеус (53) 621.983.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 884795, кл. В 21 D 22/18, 1980, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: в различных отраслях машиностроения при получении полых изделий с минимальным радиусом закругления s зоне перехода наружной поверхности фланца во внутреннюю поверхность боковой стенки полого изделия. Сущность изобретения: на матрицу с оптимальным для конкретного штампуемого материала радиусом вытяжного отверстия укладывается листовая заготовка. Жестким пуансоном выИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при листовой штамповке различных изделий.

Известен штамп для изготовления полых цилиндрических .изделий„верхняя кромка матрицы которого имеет радиус, равный двух-четырехкратной толщине материала.

Недостатком этого штампа является невозможность штамповки деталей с малыми радиусами закруглений у фланца.

Известен способ штамповки листовых заготовок посредством эластичной среды, Ы 1722656 А1 полняется вытяжка заготовки в вытяжное отверстие матрицы, Глубина первоначальной вытяжки назначается с учетом последующей подчеканки. На второй стадии производится деформирование заготовки эластичным инструментом по матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия.

При этом на заготовке в зоне, расположенной по периметру вытяжного отверстия матрицы, происходит формовка буртика. В момент окончания полного оформления буртика прекращается деформирование заготовки эластичным инструментом. На последней стадии деформирования заготовки в инструментальном штампе по матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия выполняется отделение отхода с одновременным прижимом фланца заготовки. При Б этом производится подчеканка буртика при центровке внутреннего контура заготовки жестким пуансоном. 3 ил. включающий деформирование заготовок совместно с металлической накладкой.

Недостатком этого способа является низкое качество получаемых деталей.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем получения минимального радиуса закругления в зоне перехода наружной поверхности фланца во внутреннюю поверхность боковой стенки полого изделия.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления полых изделий с наружным ребром путем вытяжки полого полуфабриката, набора металла путем штамповки выпуклости и осадки выпуклости

1722656 в замкнутой полости с направленным течением металла в зону ребра, в процессе вытяжки получают полый полуфабрикат с фланцем высотой, превышающей высоту готового иэделия, -выпуклость штампуют на фланце в зоне, примыкающей к боковой стенке полого полуфабриката, с помощью эластичной среды по жесткой матрице, а направленное течение металла в зону ребра в процессе осадки выпуклости обеспечивают путем совмещения осадки с обрезкой флан ца.

Первоначальная вытяжка заготовки по матрице с оптимальным радиусом вытяжного ребра обеспечивает протекание процесса деформирования заготовки без разрывов и опасной концентрации напряжений при перетягивании металла через вытяжное ребро матрицы, При этом вытяжка заготовки на заведомо большую глубину необходима из соображений выполнения последующей подчеканки. После вытяжки производится деформирование заготовки эластичным инструментом по жесткой матрице с требуемым радиусом вытяжного ребра..

Вследствие этого на заготовке по периметру вытяжного отверстия матрицы образуется буртик. Причина его появления состоит в том, что при деформировании заготовки в первую очередь происходит прижим эластичным инструментом ее фланцевой зоны к поверхности матрицы, а часть заготовки по периметру вытяжного отверстия матрицы ввиду отсутствия возможности перемещения металла приобретает форму буртика как более устойчивую при воздействии внешних нагрузок.

На заключительной стадии процесса штамповки производятся прижим фланцевой части заготовки, обрезка отхода и одновременно осадка, подчеканка буртика. При выполнении этих операций жестким пуансоном обеспечивается центровка заготовки по ее внутреннему контуру. При подчеканке металл, образующий буртик, не имея возможности из-за прижима фланца перемещаться в периферийные зоны заготовки, заполняет зону, прилегающую к вытяжному ребру матрицы. При этом степень заполнения металла этой зоны определяется высотой буртика, полученного при деформировании заготовки на матрице с требуемым радиусом вытяжного ребра. Таким образом обеспечивается получение деталей с минимальным наружным радиусом по периметру вытяжного отверстия матрицы, Известен способ штамповки листовых заготовок посредством эластичной среды, заключающийся в том, что металлическую

55 накладку устанавливают под заготовку, после выполнения операции штамповки накладку снимают и повторно деформируют заготовку.

Однако этот способ штамповки обеспечивает получение деталей путем обтяжки заготовки по жесткому пуансону, что снижает точность штампуемых изделий вследствие пру>кинения формуемых бортов.

Возможность образования в процессе штамповки сгиба с малым радиусом закругления остается проблематичной и зависит от условий перемены знака напряжений в штампуемом материале. Кроме того, этот способ штамповки не позволяет получать полые детали типа стаканов. Штамповка деталей предлагаемым способом обеспечивает получение минимального наружного радиуса в месте перехода стенки изделия во фланец, а также позволяет избежать пружинения стенок детали.

На фиг,1 показан процесс предварительной вытяжки заготовки жестким пуансоном в матрицу с оптимальным радиусом вытяжного ребра; на фиг.2 - деформирование заготовки эластичным, например, полиуретановым, инструментом по матрице с требуемым радиусом вытяжного ребра; на фиг.3 — процесс обрезки отхода и одновременной осадки, подчеканки буртика на штампуемой заготовке, Устройство содержит жесткий пуансон

1, которым выполняется вытяжка заготовки

2 в матрицу с оптимальным радиусом вытяжного отверстия 3, С целью устранения появления гофров в процессе вытяжки используется прижим 4. На матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия 5 производится деформирование заготовки эластичным инструментом 6. На заключительной стадии деформирования инструментальным штампом 7 производятся обрезка отхода и подчеканка буртика заготовки. Жесткий пуансон 1 при этом выполняет центровку заготовки по внутреннему контуру.

Способ осуществляется следующим образом.

На матрицу с оптимальным для конкретного штампуемого материала радиусом вытяжного отверстия 3 укладывается листовая заготовка 2. Жестким пуансоном 1 выполняется предварительная вытяжка заготовки в вытяжное отверстие матрицы 3 (фиг.1). Для предотвращения гофрообразования на фланце заготовки в процессе ее деформирования используется прижим 4. Глубина первоначальной вытяжки назначается с учетом последующей подчеканки. В процессе предварительного деформирования заготовки

1 /22656 по матрице с оптимальным радиусом вытяжного отверстия 3 растягивающие напря>кения, возникающие в очаге деформации, не превышают предельно допустимых, что обеспечивает получение качественной заготовки без микротрещин и разрывов. На второй стадии (фиг.2) производится деформирование полуфабриката эластичным, например,. полиуретановым, инструментом 6 по матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия 5. При этом сначала происходит прижим фланцевой, периферийной части заготовки к поверхности матрицы вследствие ее минимальной жесткости. Затем в зоне, расположенной по периметру вытяжного ребра матрицы, заготовка вследствие отсутствия возможности дальнейшего перемещения металла приобретает форму буртика как наиболее устойчивую к воздействию внешних нагрузок. В момент окончанИя оформления буртика прекращается деформирование заготовки эластичным инструментом, На последней стадии деформирования заготовки (фиг.3) инструментальным штампом 7 по матрице с требуемым радиусом вытяжного отверстия

5 производятся отделение отхода и прижим фланцевой части заготовки. Одновременно производятся осадка, подчеканка буртика при центровке внутреннего контура заготовки жестким пуансоном 1, При деформировании заготовки эластичным инструментом высота буртика Orlределяется разностью первоначальной высоты полуфабриката Н и высоты готовой детали Нтрец и, в свою очередь, определяется объем металла. заполняющий зону, которая прилегает к вытяжному ребру матрицы.

Поскольку разность Н и Htpe5,. исходя из приведенного соотношения численно равна раЗНОСтИ Rom. И потреб., а Rom. ОДНОЗНаЧНО определяется характеристиками данного штампуемого материала (его толщиной и механическими свойствами), то объем металла, составляющего буртик и после подчеканки заполняющего зону; прилегающую к вытяжному отверстию матрицы, можно регулироваты величиной требуемого радиуса вытяжного отверстия матрицы Rrpe6 Поэтому величина Втреб. должна назначаться, исходя иэ того, что .объем металла, составляющего буртик, не должен превышать объема зоны, прилегающей к вытяжному ребру матрицы, в момент окончания подчеканки (фиг.3), В этом случае, не будет происходить переполнения металлом эоны подчеканки и величина наружного радиуса по периметру вытяжного отверстия матрицы будет минимальной, 10

50. внутреннюю поверхность боковой стенки

55 полого изделия, в процессе вытяжки получа15

П р и м е.р. Предлагаемым способом отштампована партия деталей типа панель, Эта деталь представляет собой прямоугольник размерами 150х200 мм с отформованной в центральной части полостью глубиной

8 мм и расположенным по периметру детали фланцем шириной 20 мм. Толщина детали

1,2 мм, наружный радиус перехода отформованной полости во фланец 0.8 мм. Существующие технологии позволяют получать детали подобного типа только литьем или механической обработкой. Деталь панель штампуется из алюминиевого сплава марки

АД. Предварительная вытяжка заготовки выполняется на гидравлическом прессе в инструментальном штампе с прижимом.

Дальнейшее деформирование заготовки производится на том же прессе в стальном контейнере полиуретановым инструментом. Заключительная операция деформирования производится в комбинированном чеканочно-обрезном штампе.

По указанной технологии получены детали панель с требуемым наружным радиусом по периметру вытяжного отверстия матрицы. Таким образом, предлагаемый способ вытяжки листовых деталей позволяет получать детали с минимальным, в том числе практически с нулевым, наружным радиусом по периметру вытяжного ребра матPM4bl.

Использование предлагаемого способа вытяжки позволяет по сравнению с существующими технологиями (литьем и механической обработкой) значительно снизить трудоемкость и уменьшить количество идущего в отход металла при получении деталей с минимальным наружным радиусом по периметру вытяжного отверстия матрицы, Известные способы листовой штамповки не позволяют получать детали подобного типа.

Формула изобретения

Способ изготовления полых иэделий с наружным ребром путем вытяжного полого полуфабриката, набора металла путем штамповки выпуклости и осадки выпуклости в замкнутой полости с направленным течением металла в зону ребра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем получения минимального радиуса закругления в зоне перехода наружной поверхности фланца во ют полый полуфабрикат с фланцем высотой, превышающей высоту готового иэделия, выпуклость штампуют на фланце в зоне, примыкающей к боковой стенке полого полуфабриката, с помощью эластичной сре1722656 ды по жесткой матрице, а направленное течение металла в зону,ребра в процессе осадки выпуклости обеспечивают путем совмещения осадки с обрезкой фланца.. 172265б

Составитель B.Kneyc

Редактор И,Касарда Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1019 Тираж

ВНИИПИ Гос а т

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбин "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101

arapHHB